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山西工程技術(shù)學院------畢業(yè)設(shè)計說明書
山西工程技術(shù)學院
畢業(yè)設(shè)計說明書
畢業(yè)生姓名
：
張宏偉
專業(yè)
：
機械設(shè)計指導及其自動化
學號
：
150514011
指導教師
：
趙麗
所屬系（部）
：
機械電子工程系
二〇一九年六月
1
玉米脫粒機的設(shè)計
摘 要
本設(shè)計主要設(shè)計內(nèi)容為玉米脫粒機，為降低農(nóng)民在玉米脫粒時的勞動強度，從而提高工作效率。該玉米脫粒機主要由入料口、柵格式凹板和釘齒脫粒滾筒及傳動部件等組成，以電動機為動力源，動力由電動機輸出軸輸出，再通過傳動帶傳遞到釘齒脫粒滾筒上，釘齒脫粒滾筒配合柵格式凹板將玉米脫粒，玉米粒從柵格式凹板分離并排出機體外，而玉米芯從入料的另一端排出機體之外。
本文是以脫粒機利用釘齒滾筒如何工作來脫玉米粒為研究對象展開工作的，主要是對帶輪結(jié)構(gòu)﹑軸與軸承的結(jié)構(gòu)進行的設(shè)計計算，分析論證了各種影響脫粒的因素。進而給出了玉米脫粒機總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案。
本文根據(jù)其機器的清選裝置的設(shè)計實際工作要求，從整體上分為喂入口和排出口﹑脫粒裝置﹑篩選裝置﹑帶輪傳動的設(shè)計幾個部分，介紹了結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則和采取的一些措施，進一步說明了滾筒的性能，本文也有重點介紹了各組成部分的功能﹑特點等。
本文對總體結(jié)構(gòu)進行合理設(shè)計，逐步實現(xiàn)了入料﹑脫粒﹑出料一條生產(chǎn)線，保證脫粒的穩(wěn)定性。本文在后邊對脫粒機的各部分工作的穩(wěn)定性進行了分析論證，從穩(wěn)定性分析上確保了釘齒滾筒穩(wěn)定工作的科學依據(jù)。
關(guān)鍵詞 ： 釘齒滾筒；帶輪設(shè)計；柵格式凹板
i
Design of corn sheller
Abstract
In order to reduce the labor intensity and improve the work efficiency of farmers in corn threshing, a corn thresher was designed. The machine is mainly composed of inlet and outlet, grid-type concave plate, nail-tooth threshing drum and transmission components. With the motor as the power source, the power is output from the output shaft of the motor, and then transmitted to the nail tooth threshing drum through the transmission belt. The nail tooth threshing drum cooperates with the grid-type concave plate to thresh corn. Corn grains are separated from the grid-type concave plate and discharged out of the body, while the corn cob is discharged out of the body from the other end of the feed.
This is how the threshers using spike-tooth roller to take off from corn as research object, the main work is to bring wheel shaft and bearing structure, the structure design is calculated. Analysis demonstrates various influence factors of threshing. And the overall structure of corn threshing design scheme.
Based on the machine cleaning device design actual requirements, from the whole into hello entry and exit rows, cleaning device, threshing wheel transmission device, the design with several parts, introduces the structure design principles and take some measures to further illustrates the performance, characteristic drum. This paper has introduced the function of each component of the characteristics, etc.
This paper carries on the reasonable design, the overall structure of the material, gradually achieved threshing, discharge line, guarantee the stability of threshing. Based on the back of each part of threshing working stability is analyzed from the stability analysis and ensure the stable work spike-tooth roller scientific basis. Keywords spike-tooth roller; Belt wheel design ;
Key word：Nail roller，Pulley design，Grid-type concave plat
目 錄
摘 要 i
Abstract ii
1 緒 論 1
1.1 課題背景和由來 1
1.1.1 本課題的技術(shù)參數(shù) 1
1.2 本課題的研究意義 5
1.3 存在的問題 5
1.4 本課題要研究或解決的問題和采用的研究手段 6
1.4.1 主要研究內(nèi)容 6
1.4.2 采用的研究手段 7
2 脫粒機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計與方案選擇 8
2.1 脫粒機的結(jié)構(gòu)組成及工作原理概述 8
2.2 脫粒機的結(jié)構(gòu)組成部分與功能 9
2.2.1 滾筒的組成與功能 9
2.2.2 帶輪的選用 10
2.2.3 其他零部件的結(jié)構(gòu)與功能 10
2.3 脫粒機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計輪廓 14
2.4 脫粒機的的合理方案選擇與論證 14
2.5 柵格型凹板的設(shè)計 16
2.6 釘齒的形狀和尺寸的設(shè)計 17
2.7 釘齒的排列 18
2.8 本章小結(jié) 19
3 脫粒機設(shè)計計算過程及電機的選擇 20
3.1 各部分的校核 20
3.1.1 V傳帶的設(shè)計計算 20
3.1.2 軸的校核 21
3.1.3 校核軸承壽命 26
3.1.4 連桿機構(gòu)的選擇 27
3.2 電機的選擇 28
3.3 電機的結(jié)構(gòu) 29
3.4 本章小結(jié) 30
4 玉米脫粒機的可靠性設(shè)計 31
4.1 脫粒滾筒運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性： 31
4.2 對發(fā)動機的要求： 31
5 釘齒條的設(shè)計 32
5.1 釘齒條的設(shè)計 32
5.2 安全規(guī)則 33
5.3 玉米脫粒機的維護 33
5.4 玉米脫粒機的技術(shù)保養(yǎng) 34
5.5 玉米脫粒機的保管 34
結(jié)束語 39
參考文獻 40
外文資料 42
中文資料 47
致 謝 51
山西工程技術(shù)學院――畢業(yè)設(shè)計說明書
1 緒 論
1.1 課題背景和由來
自從古代開始，每到農(nóng)忙時節(jié)，所有的農(nóng)民都要依靠自己的雙手來收割、脫粒每一束莊稼，大片的農(nóng)田下來，幾乎人人手上都會磨起泡來，這樣的場景讓人不忍回想。玉米脫粒機作為我國農(nóng)產(chǎn)品的直接處理機器，相對于高速發(fā)展的時代腳步顯得有些步履蹣跚。
經(jīng)統(tǒng)計可以看出，從20世紀80年代，我國開始著手從國外購置一批先進的玉米脫粒機。從開始的手搖式玉米脫粒機，到后來的電動玉米脫粒機，一步步使廣大農(nóng)民朋友擺脫了繁重而又傷身的體力勞動。截止到2014年底，我國的脫粒機生產(chǎn)企業(yè)大約有240余家，所有的廠家年常量在35萬余臺。隨著我國農(nóng)業(yè)發(fā)展方向不斷傾向于機械化，關(guān)于玉米脫粒機的發(fā)展和研究也逐漸開始被提上日程，而且已經(jīng)慢慢成為我國發(fā)展農(nóng)業(yè)的重點。
1.1.1 本課題的技術(shù)參數(shù)
1. 主軸轉(zhuǎn)速：1000r/min.
2. 配用動力：1.5KW.
3. 生產(chǎn)效率：1500kg/h.
4. 未脫凈率<1%.
5. 總損失率<1%.
6. 破碎率<2%.
7. 含雜率<1%.
8. 主機重量：20kg.
9. 外形尺寸（mm）：1008*560*849.
10.風機轉(zhuǎn)速：1500r/min.
11.滾筒直徑：224mm.
1.1.2 課題發(fā)展現(xiàn)狀
玉米是世界三大糧食品種之一，在為人類的溫飽問題中起著關(guān)鍵的作用，我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)在我國占著主導地位。其中我國的玉米種植面積和玉米總產(chǎn)量僅次于美國，位居世界第二位，在我國，玉米是僅次于小麥的主要糧食作物。但有著十三億人口的中國土地資源卻略顯不足，這就要求在單位面積上產(chǎn)量的提高，但是產(chǎn)量不能無限制的增加。因而提高作物的收獲效率就成了重中之重。同時國家對農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展也有著高度的重視。在這一點上，脫粒機的出現(xiàn)無疑是把人們從繁重的體力勞動中解放出來，不僅為廣大農(nóng)民節(jié)省了不少的時間和費用，更重要的是使收獲率上升到最佳狀態(tài)。時至今日，玉米仍然是全世界各國人民餐桌上不可或缺的食品，在“玉米的故鄉(xiāng)”墨西哥，“國菜”玉米餅的年消耗量達到1200萬噸之多，人們無論貧富貴賤都非常喜歡食用；在發(fā)達國家和地區(qū)，玉米也被作為補充人體所必需的鐵、鎂等礦物質(zhì)的來源為人們廣泛食用。
蘇格蘭的安德魯·梅克爾（一個安裝工的兒子），成功的發(fā)明了第一臺脫粒機。他的玉米脫粒機包含了許多天才人物在長期的社會發(fā)展過程中作出的貢獻，是一項集社會大成的發(fā)明。在這以前若干世紀就有簡單的脫粒機了。中國人用碾滾繞著圈碾玉米，羅馬人用下端有齒的重木錘來給玉米脫粒。蘇格蘭發(fā)明家們曾發(fā)明采用轉(zhuǎn)動原理的連枷。揚場機也采用了類似的原理。詹姆斯·梅克爾（安德魯?shù)母赣H），使蘇格蘭有了第一臺成功的揚場機。他用木頭做了一個驅(qū)動滾筒的結(jié)實機架，把耐用的布或皮子一條一條地固定在機架上。滾筒轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生風，把穗子和莖稈吹走，剩下糧食。兒子無疑從父親那里得到了借鑒，在制造脫粒機時，安德魯采用了打麻機的原理，靠其速度對玉米束的作用，把玉米粒兒打下來。開始是用馬達帶動機器，后來用蒸汽機，而后蒸汽又為水力所取代。然而脫粒機在英國卻并不受歡迎（在美國較有用武之地），而且是19世紀30 年代的一次農(nóng)村騷亂的起因之一。冬天地里沒活兒的時候，對農(nóng)場的農(nóng)民們來說，在棚子里用連枷脫粒是整個冬天的活路，使他們聊以敷生，不至于討教區(qū)救濟?，F(xiàn)在脫粒機要改變這一切，是多么大的威脅！因此，脫粒機成了“卡普頓·斯溫”暴亂的主要攻擊目標。這次暴亂于1830 年在肯特開始鬧起來，很快地發(fā)展到產(chǎn)玉米的若干個縣。為了不讓把打場的棚子燒掉，許多農(nóng)民都把脫粒機搬到院子里，讓鬧事的人們破壞。雖然這次暴亂遭到了無情鎮(zhèn)壓，脫粒機的推廣卻放慢了，東英吉利的許多農(nóng)民，直到19 世紀末葉還在使用連枷。連枷在劍橋稱為“窮棒子”，因為農(nóng)民曾跟教區(qū)官員達成妥協(xié)，讓失業(yè)農(nóng)民在棚子下用連枷脫粒。在19 世紀后半期，大多數(shù)脫粒工作都是用“脫粒滾筒”來做。“脫粒滾筒”最初是用一臺小型蒸汽機來驅(qū)動，后來改用牽引機驅(qū)動。
脫粒機是用于對小麥、水稻、玉米、高粱、大豆及其它雜糧等作物進行脫粒作業(yè)的重要收獲機械，在我國廣大農(nóng)村使用十分廣泛。脫粒機在我國生產(chǎn)使用已有數(shù)十年的歷史，目前據(jù)不完全統(tǒng)計，我國生產(chǎn)各類脫粒機的企業(yè)約有200余家，年產(chǎn)量在３30萬臺左右。脫粒機是實施生產(chǎn)許可證的農(nóng)機產(chǎn)品之一，截止1997年底，己領(lǐng)取生產(chǎn)許可證的企業(yè)數(shù)為146家。生產(chǎn)企業(yè)遍布全國各地，其中，以長江以北的麥類產(chǎn)區(qū)分布較多，產(chǎn)量較大，尤其山東、河南、河北、江蘇四省生產(chǎn)以脫麥為主的脫粒機企業(yè)較多，每省有30家左右。東北地區(qū)主要是生產(chǎn)以脫玉米、豆類及雜糧為主的脫粒機。在長江以南的地區(qū)，大都為生產(chǎn)人工踩踏或動力帶動的梳刷式水稻脫粒機。在西南、西北等地也有一些以生產(chǎn)水稻、小麥類脫粒機為主的企業(yè)，雜糧類脫粒機占有較小比例。
生產(chǎn)脫粒機的企業(yè)，大都為中小型企業(yè)，尤以小型企業(yè)所占比例較大，其企業(yè)經(jīng)濟性質(zhì)多為國有和集體企業(yè)，但鄉(xiāng)鎮(zhèn)和個體企業(yè)也為數(shù)不少，也有少數(shù)的大型生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)脫粒機，但脫粒機產(chǎn)品不是該企業(yè)主導產(chǎn)品。目前生產(chǎn)脫粒機的企業(yè)大致可分為三種類型：一是有較好的工藝和工裝設(shè)備條件，企業(yè)領(lǐng)導注重研究市場需求動態(tài)，人員素質(zhì)和管理水平都較高的企業(yè)，生產(chǎn)批量較大，年產(chǎn)量均在1萬臺以上，有的高達3萬臺。這些企業(yè)是生產(chǎn)脫粒機的骨干企業(yè)。如河北邱縣機械廠是國內(nèi)目前生產(chǎn)脫粒機數(shù)量最大的企業(yè)之一，1997年的年產(chǎn)量近4萬臺，1998年在2.7萬臺左右。湖北佳華機械有限公司是國內(nèi)生產(chǎn)水稻脫粒機數(shù)量最大的企業(yè)之一，年產(chǎn)量約在2萬臺以上。二是生產(chǎn)脫粒機歷史雖然很長，但近幾年產(chǎn)品型號、管理水平和生產(chǎn)規(guī)模變化不大，僅占領(lǐng)部分市場份額的老企業(yè)，其生產(chǎn)批量多在幾千臺左右。三是生產(chǎn)條件較差、人員素質(zhì)低、管理水平不高的一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)或個體企業(yè)，雖然每個企業(yè)的生產(chǎn)批量不是很大，有的產(chǎn)量僅為幾百臺，甚至幾十臺，但這類企業(yè)占有相當?shù)臄?shù)量。從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和類型來看，目前脫麥類的簡式脫粒機機型占領(lǐng)了大部分市場份額，半復式脫粒機占有少量比例，復式脫粒機產(chǎn)量則很少。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)大都為十幾年一貫制的老產(chǎn)品。近幾年隨著市場需求的變化，一些企業(yè)開始研制出一些新機型或改進型脫粒機，頗受用戶青睞，如山西晉城市西巷農(nóng)機廠1998年新研究成功的與農(nóng)用三輪車配套的裝袋式簡式脫粒機，一上市就受到農(nóng)民的歡迎，具有較好的市場前景。
水稻用脫粒機在南方水稻產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)銷售較多，但仍以簡易的動力帶動或人工踩踏的梳刷式滾筒脫粒機較多，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)水平均未有較大的突破。玉米、豆類及其它雜糧類脫粒機近幾年己開始進入市場，此類機具在東北地區(qū)發(fā)展較快。
1.1.3 國內(nèi)外在該現(xiàn)狀上的研究分析
從1785年蘇格蘭人安朱梅克( AndrewMeikle)發(fā)明第一個回轉(zhuǎn)滾筒脫粒裝置以來，人們對種子玉米脫粒裝置做了大量的試驗和研究，不斷開發(fā)出新的種子玉米脫粒裝置。1815年，美國開發(fā)出世界上第一臺專用于玉米脫粒的手工操作玉米脫粒機。該機的脫粒部分主要由裝有釘子的盤型脫粒裝置構(gòu)成，通過手搖曲柄來轉(zhuǎn)動一個安裝有釘?shù)谋P片。脫粒時，操作員一邊搖動曲柄來旋轉(zhuǎn)盤片，一邊使盤片緊壓玉米穗，這個盤片就從玉米芯上把籽粒脫下來。加拿大的Agriculex公司研制了用于單穗種子玉米脫粒的SCS-2型種子玉米脫粒機，它由3個包有橡膠的、并以相同方向不同速度旋轉(zhuǎn)的輥子組成，在三個差速旋轉(zhuǎn)的輥子所產(chǎn)生的摩擦力作用下，玉米籽粒被脫下。該機不傷胚芽、不斷玉米芯，具有破碎率低、未脫凈率低及適應性強等特點。 美國AECgroup公司生產(chǎn)的HS-48型擠搓式種子玉米脫粒機，脫粒性能好、對不同類型種子玉米的適應性強、種子破碎率相對打擊式種子玉米脫粒機小，在歐洲及美國等發(fā)達國家應用普遍。該機生產(chǎn)率高( 10-12t/h)， 破碎率0.8%左右，但體積龐大，價格昂貴。
上個世紀70年代初期,我國自行研制的沖擊式原理玉米脫粒機得到了普及應用,當時以大、中型脫粒機為主。進入80年代后，農(nóng)村開始實行家庭聯(lián)產(chǎn)承包責任制,我國又相繼研發(fā)了沖擊式原理的一系列中、小型玉米脫粒機,以適應農(nóng)戶的生產(chǎn)需要。80 年代初期，我國開始推行實現(xiàn)種子生產(chǎn)專業(yè)化、種子加工機械化、種子質(zhì)量標準化、品種布局區(qū)域化和以縣為單位組織統(tǒng)一供種“四化一供”的種子體系，政府撥款從國外引進批種子加工成套 設(shè)備。1996年重慶市農(nóng)機研究所陳呂西開發(fā)采用搓擦式原理5TY-0.2型玉米脫粒機。2001 年農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計研究院何曉鵬在消化吸收美國引進設(shè)備基礎(chǔ)上進行自主研發(fā)的新型擠搓式玉米脫粒機,由北京西達農(nóng)業(yè)工程科技發(fā)展中心、甘肅酒泉奧凱種子機械有限公司和北京市豐田種子機械廠在進一步改進的基礎(chǔ)上生產(chǎn)出了各種系列擠搓式玉米脫粒機。2007 年沈陽農(nóng)業(yè)大學李心平研制出了差速式玉米脫粒機。
改革開放讓中國成為舉世矚目的農(nóng)業(yè)制造大國，但作為為國民經(jīng)濟發(fā)展和國防建設(shè)提供命脈重要支柱的農(nóng)業(yè)，中國農(nóng)業(yè)裝備機械所存在的自主創(chuàng)新能力弱、對外依存度高、國際競爭力不強等問題也越來越凸顯出來。
目前，我國最好的玉米脫粒機是5TY—32型，該設(shè)備產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、機體小，采用獨立的脫粒方法，脫粒干凈，玉米棒芯整體拋出，無需清洗，顆粒破碎率低，生產(chǎn)效率高，是全國唯一不打碎玉米芯的設(shè)備。
當前，雖然我們也取得了不小的進步，但與發(fā)達資本主義國家相比，還有很大的差距，這只是邁出的一小步，要想成為名副其實的工業(yè)大國，必須要以農(nóng)業(yè)為基石。只有這樣，才能加快進入社會主義進程。
1.2 本課題的研究意義
隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，在農(nóng)村，人們的生活水平得到了很大的提高，生活中的常用農(nóng)業(yè)機具也都向機械化，自動化發(fā)展，玉米脫粒機就是其中一個很典型的實例，隨著人們的玉米產(chǎn)量的不斷增加，玉米脫粒就成為了一個擺在人們面前的-一個問題，人工脫粒太慢，費時間，而且需要的人很多，很不方便，玉米脫粒機的出現(xiàn)，解決了一-起問題，需要的人工少，而且主要是工作效率有大大的提高，3到4個人一上午就能完成2萬斤玉米的脫粒。所以玉米脫粒機是農(nóng)家不可缺少的必備農(nóng)機。農(nóng)業(yè)是我國基礎(chǔ)經(jīng)濟、是國家發(fā)展的根本，機械化的普及，不僅是農(nóng)業(yè)加強了農(nóng)業(yè)化生產(chǎn)，同時也減輕了農(nóng)民的勞動強度。根據(jù)不完全統(tǒng)計，我國北方地區(qū)種植小麥、玉米等農(nóng)作物約占我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的45%以上，同年出口量北方地區(qū)占全國約20%左右。如今我國北方大部分地區(qū)從種到收到入倉，實現(xiàn)了機械化作業(yè)，更值得慶幸的是，每種機械的開發(fā)和利用都有相當可觀的市場，科技的創(chuàng)新更好的開拓了市場。這里僅對一種玉米脫粒機的課題研究，玉米脫粒機是玉米脫皮后，經(jīng)過一段時間的風干，然后將玉米利用玉米脫粒機使玉米和玉米芯分開，這種機械就是玉米脫粒機。它的工作原理是:玉米脫粒機在脫粒時，利用釘齒滾筒回轉(zhuǎn)運動的釘齒與羅底之間的間除配合，使玉米粒脫下。
掌握脫粒機的工作原理，以及連桿偏心輪裝配互動達到除渣的目的，進而實現(xiàn)脫粒的機能。且通過控制釘齒與壁的距離大小及柵孔的大小保證脫離率。從而可實現(xiàn)系列化設(shè)計并保證設(shè)計原理的正確性。
選擇這一課題，正好是對我大學知識的一個檢驗，也是對大學所學知識的一個系統(tǒng)的總結(jié)與歸納，有利于對知識的掌握和學習，有利于對機械方面更進一步的學習和研討。
1.3 存在的問題
我國對于玉米的加工方式流程和外國存在一些差異。玉米脫粒裝置主要使用于脫粒晾干后含水率較低的玉米果穗。在國外玉米果穗剛收獲時其水分一般為35%左右，需要對果穗進行烘干使其水分達到12.5%左右再進行脫粒。然而在我國，玉米種子公司規(guī)模一般都不大，沒有建立玉米果穗的烘干室的資金，因此基本上都不對玉米果穗進行烘干。在我國種子公司一般將玉米果穗在場上晾干，降低其水分到18%左右，然后運用烘干塔對籽粒進行烘干，最終使玉米籽粒的水分可以降至13%。因此在我國對玉米果穗進行脫粒時，其水分比較高，導致玉米芯與玉米籽粒的連接強度較大，最終影響脫粒質(zhì)量。普通玉米脫粒機在工作時，平均籽粒破碎率在3%到5%之間，有時可能達到8%甚至更多，這將嚴重影響玉米產(chǎn)量。因此，需要結(jié)合我國玉米脫粒現(xiàn)狀，研制出適合我國市場需求并且破碎率低、脫凈率高的玉米脫粒機。
雖然玉米脫粒機的研究已經(jīng)取得了許多成果，但是仍舊存在一些不足。由于玉米脫粒過程的復雜性，迄今為止，國內(nèi)外對玉米脫粒過程的研究大部分采用的是試驗方法、高速攝像技術(shù)、經(jīng)驗方法以及統(tǒng)計分析方法或者連續(xù)介質(zhì)力學的分析方法。運用這些方法對脫粒的機理進行研究并研制出脫粒機，大量耗費人力物力，只能對脫粒過程的宏觀層面進行分析，無法保證精度，并且作物與機械之間以及作物之間的相互作用考慮較少，取得的成果也不具有普遍意義。當脫粒機種類的不同、作物種類的不同時參數(shù)還需要進行重新安排實驗然后建立新的數(shù)學模型，增加了實驗的重復性，延長研發(fā)周期。
1.4 本課題要研究或解決的問題和采用的研究手段
1) 使玉米脫粒機能自動，嚴密，準確，快速的反應。
2) 滿足設(shè)計的各項技術(shù)要求。
3) 具體內(nèi)容包括實現(xiàn)物料的輸送，檢測，入庫，出庫等過程的自動化，提高自動化強度，降低成本，減輕工人勞動強度。研究內(nèi)容包括被控對象的工作流程，檢測電路設(shè)計等。
4) 主機不易堵塞。
1.4.1 主要研究內(nèi)容
1) 小型玉米脫粒機的主要參數(shù)的確定
2) 主要設(shè)計零件的計算
3) 繪出一部分零件的零件圖
4) 校核重要零件的受力情況
5) 繪出玉米脫粒機的裝配圖
1.4.2 采用的研究手段
采用理論計算和實際勘測相結(jié)合的設(shè)計過程完成本課題。
2 脫粒機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計與方案選擇
2.1 脫粒機的結(jié)構(gòu)組成及工作原理概述
玉米脫粒機基本工藝路線
圖2.1玉米脫粒機基本工藝路線
脫粒機結(jié)構(gòu)主要由喂料斗、脫粒滾筒、風機、機架、風扇、凹板篩、上蓋、出料斗、電機等組成。
本次設(shè)計的玉米脫粒機其工作原理為電機經(jīng)皮帶輪傳動, 玉米果穗進入進料箱，皮帶輪帶動脫粒滾筒轉(zhuǎn)動，在脫粒區(qū)內(nèi)果穗沿脫粒滾筒軸做螺旋滾動與滑動，在此過程中果穗之間、果穗與釘齒之間進行充分擠搓，籽粒被擠搓下來；脫掉的籽粒穿過柵格凹板篩排出主機，通過前、后板經(jīng)過風機沿出料口排出，全部脫掉籽粒的玉米芯沿軸線方向被推送到排芯口排出機外，即完成整個脫粒過程。
2.2 脫粒機的結(jié)構(gòu)組成部分與功能
2.2.1 滾筒的組成與功能
脫粒滾筒
軸流式脫粒裝置主要由滾筒、凹板（包括分離篩）、導板和蓋（或罩）等部分組成。工作時，作物由滾筒的一端喂入（順著滾筒軸向或徑向喂入），隨著滾筒的旋轉(zhuǎn)，作物貼著凹板與蓋（或罩）組成的圓筒內(nèi)弧面作螺旋運動。沿著滾筒軸線方向流過脫粒裝置。谷粒、潁殼、碎秸、碎葉等谷?；旌衔镌跐L筒離心力的作用下同時由凹板篩孔（或分離篩孔）落下，秸草則由滾筒的另一端（軸向或徑向）排出。大部分生長成熟、飽滿的谷粒在滾筒前半段脫下分離，一些生長不好和不太成熟的谷粒到后半段才被脫下,后半段滾筒還把其余混在碎秸里的谷粒分離出來。因作物在脫粒裝置內(nèi)的時間長（約2-3秒），能充分的進行分離，故比傳統(tǒng)使用的切流式脫粒裝置脫凈率高，而且有可能把脫粒調(diào)整的柔和些。使受損傷的的谷粒減少。但碎秸桿多，脫粒消耗的功率也相應較大。軸流式滾筒脫粒裝置可以不再設(shè)置其他專用的分離機構(gòu)即可滿足作物脫粒后的分離的技術(shù)要求。因此在同樣等級的聯(lián)合收割機上以通過能力計，比傳統(tǒng)的脫粒裝置要高。軸流式滾筒脫粒裝置配無機變速驅(qū)動裝置可以適應脫水稻、玉米、小麥、大豆等多種作物。
脫粒滾筒軸結(jié)構(gòu)設(shè)計為軸流滾筒式，滾筒上釘齒按多頭螺旋排列。設(shè)計長齒長50mm，短齒長40mm，軸長450mm。轉(zhuǎn)速設(shè)計為：1000 r/min.。
1.滾筒轉(zhuǎn)速。滾筒上安裝有釘齒，滾筒的作用是帶動釘齒轉(zhuǎn)動，釘齒推動玉米果穗作螺旋運動。滾筒轉(zhuǎn)速由滾筒外緣(釘齒頂部)線速度決定，滾筒外緣線速度是以保證不損傷玉米籽粒為前提條件，由資料數(shù)據(jù)獲得。但滾筒外緣線速度不能過低，否則會影響生產(chǎn)率。根據(jù)數(shù)據(jù)，確認線速度值在3.2～3.9m／s之間最佳。
2.滾筒直徑。滾筒直徑由凹板直徑?jīng)Q定，并且保證脫粒滾筒外徑與凹板留有90～1O0mm的間隙。根據(jù)實際功率負荷計算扭矩，確定軸徑。
3.滾筒釘齒。釘齒有規(guī)律地安裝在滾筒軸上，其作用是撥動玉米穗沿滾筒軸作復雜運動(玉米穗本身既滾動又滑動，同時沿滾筒軸作不規(guī)則螺旋運動)，也推動玉米穗向排芯口方向移動。釘齒寬度：釘齒設(shè)計比較寬，范圍一般為10～30mm，目的是工作時使玉米穗接觸面較大，避免點接觸產(chǎn)生對玉米穗的局部壓力集中損傷玉米籽粒。
4.滾筒脫粒段長度。滾筒脫粒段長度是決定脫粒質(zhì)量的重要參數(shù)，滾筒過短影響脫凈率，滾筒過長，會增加功率消耗及制造成本。由書上得知，用籽粒含水率為20％左右(籽粒含水率高相對較難脫粒)的玉米穗做試驗，脫粒段長度一般應為凹板直徑的3.5倍左右。
2.2.2 帶輪的選用
1. 帶輪的材料
帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用的材料牌號為HT150或者為HT200；轉(zhuǎn)速比較高的時候采用鑄鋼（或者用鋼板沖壓后焊接而成），小功率時可以用鑄鋁或者塑料。
2. 帶輪傳動
帶傳動是由緊固件連在主動軸上的帶輪（主動輪）、固連于從動軸上的帶輪（從動輪）和緊套在兩輪上的傳動帶組成的。當原動機驅(qū)動主動輪轉(zhuǎn)動時，由于帶和帶輪間的摩擦（或嚙合），便拖動從動輪一起轉(zhuǎn)動，并傳遞一定的動力。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、造價低廉以及緩沖吸振等特點，在機械中被廣泛應用。
鑒于帶傳動的優(yōu)點和在應用中的廣泛性，選擇帶傳動為玉米脫粒機傳遞動力。
在一般的機械傳動中，應用最廣泛的是V帶傳動。V帶的橫截面呈等腰梯形，V帶輪上也做出相應的輪槽。傳動時帶只和輪槽的兩個側(cè)面接觸，即以兩側(cè)面為工作面。根據(jù)槽面摩擦的原理，在同樣的張緊力下，V帶傳動較平帶傳動等產(chǎn)生更大的摩擦力。這是V帶傳動性能上最主要的優(yōu)點。再加上V帶傳動允許的傳動比較大，結(jié)構(gòu)緊湊，以及V帶多以標準化并大量生產(chǎn)的優(yōu)點，因而V帶傳動的應用比平帶傳動應用廣泛的多。所以綜合以上V帶種種的優(yōu)點和實際操作的可行性，V帶傳動是最佳的選擇。
設(shè)計帶輪時應該滿足的要求有：質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)工藝性好；無過大的鑄造應力；質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高的時候要求經(jīng)過動平衡，輪槽工作表面要精細加工（表面粗糙度要求一般比較高點，以減少帶的磨損，各槽的尺寸和角度應保持一定的精度，以使載荷分布比較均勻。
2.2.3 其他零部件的結(jié)構(gòu)與功能
1. 喂入口和排出口的設(shè)計
為保證玉米穗順利喂入而不堵塞滾筒，料斗底板應可以有一定的斜度；也可以沒有，因為它可以通過控制呈螺旋式旋轉(zhuǎn)的釘齒尺寸調(diào)整進而達到和有斜度的滾筒能實現(xiàn)一樣的效果。 軸流式滾筒式脫粒裝置的喂入口和排出口設(shè)置在徑向位置時，其設(shè)計原理與切流式脫離裝置基本相同。根據(jù)需要也可配置喂入輪和排出輪。在現(xiàn)有的一些脫粒機上，喂入口寬約100-200mm，排出口寬約300mm。有的脫粒裝置上的排出口寬度可以調(diào)節(jié)，用來改變作物的脫粒時間，以適應不同作物需要。穗軸排出口與子粒排出口的配置應保持一定的距離，以免穗軸于子?；祀s。軸流式滾筒上方的頂蓋與凹板鑲接組成圓筒行的脫粒室。圓柱形軸流滾筒的頂蓋內(nèi)壁應有螺旋線導向板，用以控制作物軸向移動的速度。導向板的螺旋升角約為20度到50度，螺角過大導向板起不到軸向?qū)偷淖饔?，作物易滯留、積聚、使秸草破碎嚴重。導向板高度一般為50-70mm.喂入量大、作物層厚、導向板高度取最大值。導向板與滾筒間隙大多為10-15mm，間隙過大，作物軸向流動不暢，使生產(chǎn)率降低，甚至可能發(fā)生堵塞。間隙太小，碎秸草多，功率消耗大，作物濕度較大時還易引起堵塞。因作物層沿軸向逐漸變薄，滾筒與導向板的間隙也可沿軸方向由大變小，以提高脫粒分離的效果。
在徑向喂入作物的軸流滾筒式脫粒裝置上，喂入口段內(nèi)的導向板必須將喂入的作物導送到喂入口寬度以外，避免使作物回帶到喂入口前，使喂入口不均勻或產(chǎn)生滾筒堵塞。徑向排草的軸流滾筒上，最后一塊導向板的位置應使脫粒過的喂草能導送至排出口位置，或伸入排出口段內(nèi)100-150mm，以免排草不暢。相臨的導向板應前后重疊配置，重疊量約50mm。
2．篩選部分
篩選部分主要是由柵格式凹板完成，它是由-定數(shù)量的鐵條及兩條主要梁和兩條副梁組成，每兩根鐵條之間的縫隙可以將玉米卡住，然后快速旋轉(zhuǎn)的釘齒滾筒將被卡死的玉米強行脫粒，當然，無論是工作時還是安裝時，柵格式凹板是固定不動的。玉米脫粒之后，再將玉米粒經(jīng)過柵格式凹板，從凹板的縫隙漏出，順著斜滑板滑出機體之外，目的是將玉米和玉米芯分開。
3.機架部分
機架是由左機架、右機架、出料口、下滑板及穩(wěn)定結(jié)實的主機梁組成，機架是玉米脫粒機的主要支撐，他承擔著脫粒機的主要重量和動力、負載和力矩，因此它的設(shè)計是許強不弱的部分。機架的兩部分要各自穩(wěn)定，而且相對固定，以便做到機械在運轉(zhuǎn)過程中不會產(chǎn)生晃動、歪斜，造成人身危險。機架是玉米脫粒機的主要支撐部件，它是承擔所有來自軸及電動機、柵格式凹板的沖擊和應力,機架的堅固是玉米脫粒機的工作穩(wěn)定、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)的基礎(chǔ)，因此機架無論是從結(jié)構(gòu)上還是從材料上,都應該采用堅固的穩(wěn)定的材料和樣式制成。就此玉米脫粒機來說，它的沖擊載荷和內(nèi)部的應力偏低，電動機達到動力偏小，以及所選用的機型比較輕便，設(shè)計材料可采用角鐵支撐，角鐵支撐的好處在于:在角鐵材料本身所支撐的載荷范圍條件下，不會發(fā)生結(jié)構(gòu)變形，雖然有較小的彈性變形，也不會影響脫粒機機體的堅固、穩(wěn)定的效果，盡管在玉米脫粒機正常工作的情況下，也不會影響玉米脫粒機的整體效果。選擇角鐵的厚度為2mm，其規(guī)格尺寸為:高為849mm，寬為560mm。在機架上有兩段橫梁，要求它的工作強度大，承載能力強，受沖擊載荷、彎矩、扭矩不會變形，因此這兩端橫梁選為角鐵的厚度為2mm,而它的高為849mm,寬為560mm,這樣的材料來支撐玉米脫粒機的主要載荷部分。玉米脫粒機的機架上安裝有一出粒斜板，目的是當脫粒機將玉米脫粒后，玉米粒從柵格式凹板的縫隙中漏出，落到出粒斜板上，玉米粒順著斜板下滑，從而滑出機體之外，達到將玉米粒隨脫粒的完成，而隨時地將玉米粒排出機體之外，它的材料也同樣是選用3mm后的鐵板制成。再玉米脫粒機的另一端，即玉米芯的排出端，設(shè)計了一個下滑的斜斗，其功用是完成玉米芯順利的排出機體之外，使玉米芯隨玉米脫粒機的主軸的不停旋轉(zhuǎn)，隨時的排出機外，也便于工作人員的清理，它也是應用2mm厚的鐵板制成的，與機體相連，采用焊接的連接方式，它與柵格式凹板的玉米芯輸出端相連，而且，這個斜板與柵格式凹板的連接應該過長150到 180mm，從而保障了玉米芯的順利滑出。從機架的整體來看，機架的選料、結(jié)構(gòu)設(shè)計、受力的不屬及玉米粒和玉米芯的隨機排出，可以看出玉來脫粒機的機是滿足要求的，而且結(jié)構(gòu)設(shè)計合理。
4.風機的設(shè)計
結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖2.2風機示意圖
5. 滾筒的直徑和轉(zhuǎn)速的確定
常用的圓柱形釘齒滾筒的齒頂圓直徑為200-300mm這里取224mm。
軸流滾簡式脫粒裝置對作物的脫粒時間比較長，故滾筒的脫粒速度可比切流滾式的稍底些，脫粒間隙可以大些，而不同的作物所要求的脫粒速度與脫粒間隙在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)變化不時影響不大。圓柱形軸流滾簡常用的脫粒速度見下表:
表1加工谷物的種類
滾筒類型
作物種類
桿齒式（m/s）
葉片式（m/s）
紋桿式（m/s）
麥類
20-26
16-22
20-26
水稻
18-28
13-19
大豆，玉米
6-10
10-13
脫粒間隙隨作物種類和脫粒分離質(zhì)量來調(diào)節(jié)?，F(xiàn)有的脫粒機上脫稻、麥的間隙-般為20- 30mm,脫大豆、玉米、高粱等為60-70mm。 喂入口與排出口布置在徑向位置的軸流滾簡脫粒裝置上，脫粒間隙在凹板入口處最大，出口處次大，凹板底部最小，一般比入口出口處小10mm左右。對紋桿式軸流滾筒入口處的間隙不宜超過30mm,以免降低抓取能力。沿軸線方向的脫粒間隙可設(shè)計成由大(喂入口處)逐漸減小(排出口處)，以提高脫粒和分離能力。
圓柱形滾筒的齒頂線速度允許范圍為6-10m/s， 相應的滾簡轉(zhuǎn)速為600-1000r/min。 這里轉(zhuǎn)速預設(shè)為1000r/min。
2.3 脫粒機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計輪廓
為了更優(yōu)化玉米脫離機的機型和結(jié)構(gòu)設(shè)計，此玉米脫粒機采用電力拖動，而且電動機也同樣采取節(jié)能式，電動機安裝在玉米脫粒機的下部，與脫粒機的機架的下機梁固定連接，這樣可以節(jié)省電動機所占用的空間。玉米脫粒機的從入料到脫粒到分離玉米粒和玉米芯，最后將玉米粒和玉米芯排出機體之外，是玉米脫粒機一體完成的,它最大的優(yōu)點是在短時間內(nèi)可以完成幾個人的勞動強度，從而提高了工作效率，節(jié)省了勞動時間。此玉米脫粒機有這些優(yōu)點之外，還有安全性能高、效率高、堅固耐用、結(jié)構(gòu)簡單便于維修和保管。
圖2.3玉米脫粒機總體設(shè)計結(jié)構(gòu)
2.4 脫粒機的的合理方案選擇與論證
脫粒滾筒和凹板結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇
在滾筒上影響脫粒性能的主要是滾筒的線速度而非角速度，當其保持不變，凹板弧長也固定時，試驗表明，在喂入量較小時小直徑滾筒凹板的谷粒分離率隨喂入量的增加而急劇下降。大直徑者其分離率與小直徑的相仿；但當喂入量增大時分離率能保持較高的值，因此，大直徑滾筒的分離率較穩(wěn)定。
紋桿滾筒的直徑多為450－600mm，個別的達800mm。我國部頒標準，直徑尺寸系列為400、450、550、600mm，紋桿數(shù)在D≤450mm時M＝6；D＝500－550m時M＝8，D≥600mm時M＝10。至于滾筒直徑對作業(yè)的影響可由以下試驗結(jié)果說明之，下圖所示，如果α＝1200，脫粒速度＝32.5m/s保持不變時，則
1．當D由550mm增到1265mm時，可使脫粒和分離性能加強（如分離性能增強30%左右），生產(chǎn)率也相應地提高（由4kg/s提高到7kg/s）。
2．當喂入量和其他條件不變，滾筒的阻力矩M隨D（由500逐級增達800mm）值而增大，但在650mm后就平緩下來（下圖）。由于角速度下降，所需功率反而減少。如以D＝800與600相比，可降低13％。這是由于莖稿的彎曲等變形能量消耗隨凹板曲率而變小所致。
圖2.4每米滾筒長度的阻力矩.功率耗用和滾筒直徑的關(guān)系
綜上所述，通過放大滾筒直徑比放大凹板弧長提高分離率，它既可保持凹板包角不變，不致破壞總體配置，又可以不使單位喂入量的功率耗用增加多少，甚至有所降低；同時，其分離率比較穩(wěn)定，受喂入量的變化較少，所以放大滾筒直徑是提高生產(chǎn)率的一個有效途徑。
脫粒裝置凹板的通過性能對于聯(lián)合收獲機的生產(chǎn)率和工作質(zhì)量有很大關(guān)系。如果凹板分離率很高，分離器的分離負荷減少，因而分離損失也可減少。凹板分離率主要取決于凹板弧長及凹板的有效分離面積。當脫粒速度增加時，凹板分離
率也相應提高。凹板弧長增加脫凈率增高，但弧長達到一定值后再增大時，脫凈率就增加得極為有限，而莖稈和谷粒的破碎反倒增高。
凹板的通過性能對分離率有直接的影響，故應提高凹板的有效分離面積，但如過頭，谷粒中的含雜率激劇增加不利于清選，凹板的強度也會削弱，故一般柵格狀凹板篩孔面積占總面積的百分數(shù)（又稱活篩面）為45－75％，谷粒分離率可達80－90％?，F(xiàn)有凹板弧長為350－800mm，包角為100°－120°少數(shù)可達150°－180°。
紋桿滾筒式脫粒裝置的脫粒功率主要隨作物喂入量而定，但也與作物品種、濕度、谷草比以及喂入方式、凹板結(jié)構(gòu)尺寸等有關(guān)，一般情況下紋桿滾筒脫粒小麥所需的單位功率約3－3.8KW／kg/s。在用大滾筒時可能降低一些。把紋桿滾筒作為雙滾筒脫粒裝置之一使用時，此值應略減。紋桿滾筒功率波動較大，設(shè)計時常取最大功率為平均功率的1.5－2倍。
2.5 柵格型凹板的設(shè)計
在玉米脫粒機中，凹板是與釘齒滾筒相配合的重要部件，凹板有兩種功能，其一，是將玉米脫粒后，使玉米粒從凹板的縫隙中漏出，而玉米芯被釘齒滾筒上的釘齒螺旋排列排出機之外，從而使玉米粒和玉米芯分開，從不同的出口排出機體之外，達到玉米脫粒清選的作用，其二，凹板具有縫隙或孔，這個縫隙或孔可以將玉米卡縫隙或孔之間，以便于釘齒對玉米進行快速、穩(wěn)定的脫粒。
傳統(tǒng)凹板為柵格型，但由實踐經(jīng)驗得出，用半圓桶型孔狀鐵板,玉米棒的脫凈率和玉米粒的完整率更高。半圓桶型孔狀鐵板的孔分為方形孔和圓形孔，圓形孔效果更好。凹板安裝在滾筒下面，它與脫離滾簡間隙對脫粒工作的脫粒影響極大。間隙小，會減小脫離空間，降低脫粒效率，增加玉米損傷率:間隙大，增加了脫?？臻g，雖可提高脫粒效率，但脫凈率會降低。因此，需要找到可行的間隙值,能夠兼顧脫凈率、損傷率與脫凈效率。根據(jù)經(jīng)驗，本機凹版間間隙取45mm。
因為凹板要安裝在機架上,柵格式凹板是由25根直徑d = 10mm，長為L= 735mm的鋼筋，凹板的直徑d = 320mm,凹板兩邊由兩個直徑為d =315m，厚度為m=8mm，高度為h= 25mm的鐵條固定，由于柵格式凹板是半圓桶型，所以鋼筋的兩端固定是采用半圓式的鐵條制成，而且，在凹板的三分之一處和三分之 處都有很薄的鐵條相連加固，相應的鐵條選為厚度為m = 2mm，寬度為L= 15mm，這種方式也同樣是采用《脫粒機》一.書中的參數(shù)來確定的。柵格式凹板與機架相連接，同樣采用焊接的形式來連接用圓柱鋼筋圍成的凹板，因為柵格式凹板要安裝在機架上，所以將柵格式凹板兩端的鐵條和中間的鐵條都焊接到機架上,這樣，可以加固機體與柵格式凹板的連接質(zhì)量，在正常工作時，由于有機架的固定支撐，可以使柵格式凹板的工作穩(wěn)定性更高，更加可靠、穩(wěn)定。從整體來將，也達到了脫粒機的-體化的設(shè)計，提高整體剛度。
圖2.5凹板結(jié)構(gòu)圖
2.6 釘齒的形狀和尺寸的設(shè)計
釘齒條是玉米脫粒機的主要脫離部件，它的設(shè)計關(guān)系到玉米脫粒機的質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到玉米脫粒機正常工作時整體的脫粒效果以及脫粒后將玉米粒和玉米芯分離的情況，它的功能是采用脫離滾筒上的四條釘齒，均勻快速的轉(zhuǎn)動，工作時將玉米填人脫粒機中，主軸的轉(zhuǎn)動帶動固定在釘齒滾筒上的釘齒，釘齒的頂端以一定的速度去對玉米脫粒(將玉米進行強行脫粒)。玉米在經(jīng)過四條釘齒條的快速旋轉(zhuǎn)下脫粒，四條釘齒條上的釘齒承螺旋排列，目的在于將玉米芯順著釘齒的螺旋排列排出機體之外，同時，每一條釘齒條上的釘齒同樣在進行脫粒，以便達到有較高的脫粒率。玉米脫粒機的主要功能是脫粒，而釘齒條在工作中起到了重要作用，因此，釘齒條的設(shè)計是脫粒機的設(shè)計的主要部件。
圓柱形釘齒滾筒所用的釘齒有鑄造釘齒和加工球頂方根釘齒兩種。前者對玉米子粒的破碎率較高。鑄造方釘齒應有2-3mm厚的白口層:球頂方根釘齒的表面滲碳，滲碳層深度大于2. 5mm;熱處理硬度HRC50-55。這里選取加工球頂方根釘齒。
釘齒的工作長度在35mm以下的短釘齒用于脫已撥皮的玉米穗;工作長度大于35mm的長釘齒用于脫未剝皮的玉米穗。根據(jù)設(shè)計要求和工作情況這里選取長度為25mm. 如下圖:
圖2.6釘齒·柵格式凹板
2.7 釘齒的排列
釘齒的種類及其在滾簡上的排列:常用的釘齒有刀齒和楔齒。刀齒一-般薄而長，抓取作物和梳刷脫粒性能強，對喂入不均勻的厚作物層適應性較好。刀齒的式樣較多，常用的有板刀齒和斜面刀齒。板刀齒一般厚為6mm左右，斜刀齒齒底部約厚10-20mm,頂部厚約4-10mm左右，齒側(cè)面斜度四度左右，齒工作高度20-35mm左右齒寬10-20mm。楔齒短而寬，齒側(cè)帶有很大斜度，脫粒間隙調(diào)整范圍較大。為防止纏草，其端部向后彎曲，后傾角10度-20度，大的可達30度，后傾角大脫草容易，功率消耗減少，但會減低脫粒性能。釘齒材料一般為45號鋼，工作面熱處理硬度為HRC50。釘齒按螺旋線均勻配置在個齒板上，這樣可以使每個釘齒都能起到脫粒作用，脫粒凈，谷粒秸桿碎斷相對較少，滾簡負荷均勻和功率消耗小。通過繪制滾筒表面展開圖確定釘齒的排列。
圖2.7滾筒釘齒排列展開圖
圖中1-1'，2-2'， ...等橫線代表齒板數(shù)M,橫線間隔距為板齒間距S,縱向長D是是滾簡齒頂圓周長(D為滾筒齒頂圓直徑),斜線為滾筒圓柱表面上的螺旋線，各斜線與各齒板交點即為齒頂分布位置，斜線繞一-周之高為螺距t,縱向虛線為滾簡旋轉(zhuǎn)時各齒做的圓周運動的軌跡，簡稱齒跡，相臨兩齒間隔為齒跡距a。單頭螺線時在一個螺距內(nèi)齒跡數(shù)等于齒桿數(shù)，同一個齒桿上相臨的釘齒間距1等于螺距。每個齒跡上通過的齒數(shù)和螺線頭數(shù)k相等。
2.8 本章小結(jié)
本章具體的說明了脫粒機的結(jié)構(gòu)，各部分部件的功能及其使用特點。進而以此達到合理選用最佳各部分零件。使脫粒機能完成任務(wù)書所要求的功能，精度。
3 脫粒機設(shè)計計算過程及電機的選擇
3.1 各部分的校核
3.1.1 V傳帶的設(shè)計計算
根據(jù)玉米脫粒機的具體傳動要求，可選取電動機和主軸之間用V帶和帶輪的傳動方式傳動，因為在脫粒機的工作過程中，傳動件V帶是一個撓性件，它賦有彈性，能緩和沖擊，吸收震動，因而使玉米脫粒機工作平穩(wěn)，噪音小等優(yōu)點。雖然在傳動過程中V帶與帶輪之間存在著一些摩擦，導致兩者的相對滑動，使傳動比不精確但不會影響玉米脫粒機的傳動，因為玉米脫粒機不需要精確的傳動比，只要傳動比比較準確就可以滿足要求，而且V帶的彈性滑動對脫粒機的--些重要部件是-種過載保護，不會造成機體部件的嚴重損壞，還有V帶及帶倫的結(jié)構(gòu)簡單、制造成本底、容易維修和保養(yǎng)、便于安裝，所以，在電動機與玉米脫粒機之間選用V帶與帶輪的傳動配合是很合理的。
軸是玉米脫粒機的主要零件之一，一切回轉(zhuǎn)運動的傳動零件都必須安裝在軸上才能進行運動以及動力的傳遞，它的主要功用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運動及和動力。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。在玉米脫粒機脫粒時，對軸的瞬時沖擊較為頻繁，若果軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，會影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，增加軸的制造成本和軸上的零件裝配困難等問題。玉米脫粒機的主軸選用直軸中的階梯軸。設(shè)計如下:
(1). 已知電動機型號為Y90L-2，額定功率為2.2kw，轉(zhuǎn)速N1=2840r/min，傳動比i=3，二班制工作，載荷變化較大，工作環(huán)境惡劣。確定設(shè)計功率，由表7.6查得工作情況系數(shù)Ka=1.5，則Pd=KaxP=1.5x2.2=3.3kw選取帶型。Pd由表查取，選A型帶。
(2). 確定帶轉(zhuǎn)的基準直徑，根據(jù)表推薦用最小基準直徑.可選小帶輪直徑為dd1=100mm。則大帶輪直徑為dd2=ixdd1=ix100=300mm，根據(jù)表取dd2=315mm，其傳動比誤差小于5%，故可用。
(3).驗算帶的速度：
V=π×dd1×n1÷60÷1000=3.14×100×2840/60÷1000=14.86.注：
V
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